3.4. Смазочная система

При перемещении одной детали относительно другой между ними возникает трение скольжения, обусловленное срезом выс­тупов соприкасающихся поверхностей и молекулярным взаимо­действием их в точках контакта. Это приводит к увеличению за­зора в сопряжениях, возникновению стука при работе машины и изнашиванию деталей.

На преодоление трения затрачивается механическая энергия, которая преобразуется в теплоту, в результате чего детали нагре­ваются. Изнашивание трущихся деталей и выделение теплоты — основные отрицательные явления, возникающие при трении.

Для уменьшения трения в зону соприкосновения трущихся поверхностей вводят различные смазочные материалы (смазки).

Существует смазка нескольких видов:

жидкостная — трущиеся поверхности разделяются жидкими смазочными материалами, при этом потери энергии и износ де­талей минимальные;

полужидкостная — частично осуществляется жидкостная смазка;

граничная — характеризуется тем, что трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, оп­ределяются свойствами поверхностей и смазочного материала, отличными от объемных.

В двигателе для смазывания трущихся поверхностей предус­мотрена смазочная система, т. е. совокупность механизмов и уст­ройств, которые вместе с каналами и маслопроводами служат для подачи масла в необходимом количестве к трущимся поверхнос­тям деталей, а также для его очистки и охлаждения.

В зависимости от способов подвода масла различают следую­щие смазочные системы: совместно с подачей топлива, разбрыз­гиванием, под давлением и комбинированную.

Смазывание совместно с подачей топлива характерно для двухтактных карбюраторных двигателей. Масло смешивают с бензином в пропорции 1:15 (по объему) и заливают в топливный бак. Частицы масла вместе с топливом подаются в цилиндр и картер, а также к другим деталям, где оседают на трущихся по­верхностях. Отработанное масло увлекается топливовоздушной смесью в камеру сгорания.

При смазывании разбрызгиванием масло заливают в поддон картера двигателя. При вращении коленчатого вала оно захва­тывается черпачками, имеющимися на крышках нижней голов­ки шатуна и разбрызгивается внутри картера, создавая масля­ный туман, который оседает на трущихся поверхностях. Далее его капельки стекают обратно в поддон картера. Масло подает­ся к трущимся поверхностям в малом количестве, поэтому этот способ смазывания применяют ограниченно и лишь в двигателях, работающих непродолжительное время (например, пуско­вых).

Комбинированная смазочная система более совершенна, а потому наиболее распространена. Ею снабжено большинство ав­тотракторных двигателей (ЗИЛ-130, ГАЗ-53А, СМД-14НГ, Д-240, А-41 и др.). Особенность системы: смазывание наиболее ответ­ственных деталей двигателя под давлением, создаваемым масля­ным насосом, а остальных — разбрызгиванием.

Рассмотрим устройство и принцип действия комбинирован­ной смазочной системы дизеля А-41 (рис. 3.8). Подшипники ко­ленчатого и распределительного валов, втулки промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса, а также меха­низм привода клапанов смазываются под давлением от шесте­ренного насоса, а гильзы, поршни, поршневые кольца, кулачки распределительного вала — разбрызгиванием. Основные части смазочной системы: масляный насос с нагнетательной секцией; привод, создающий циркуляцию масла в системе; полнопоточ­ный центробежный фильтр очистки масла, поступающего от на­соса; масляный радиатор, охлаждающий масло; редукционный и предохранительный клапаны.

Масло заливают в поддон, контролируя уровень по меткам на масломерной линейке. Сливают масло через отверстие в поддо­не, закрываемое пробкой. Из поддона масло засасывается через сетку маслоприемника шестеренным насосом и подается по ка­налам в блок-картере к фильтру — двум полнопоточным центри­фугам, работающим параллельно. В каждой центрифуге около 30 % масла проходит через форсунки ротора и создает реактив­ный момент, заставляющий ротор вращаться с большой часто­той. Затем масло по каналу сливается в поддон. Часть масла, по­ступившего в ротор, подвергается центробежной очистке.

Очищенное масло поступает в главную магистраль, идущую вдоль блок-картера. Далее по каналам в поперечных перегород­ках блок-картера оно подается в коренные подшипники колен­чатого вала и к опорам распределительного вала. От коренных подшипников масло по наклонным каналам в валу поступает в полости шатунных шеек, где происходит дополнительная (цент­робежная) его очистка. Затем смазываются поверхности вклады­шей и шатунных шеек. От шатунных подшипников масло по ка­налу в шатуне под давлением подается для смазывания втулки верхней головки шатуна и поршневого пальца.

Из поперечных каналов блок-картера, по которым масло по­дается ко второй и четвертой опорам распределительного вала, часть его по каналам и кронштейнам поступает в полость оси толкателей. Когда толкатель занимает нижнее положение, его канал совпадает с радиальным сверлением в оси и масло из поло­сти нагнетается через полую штангу ко втулке каждого коромыс­ла. Масло, поступающее из отверстия, просверленного в коромысле, разбрызгивается и смазывает боек коромысла и направ­ляющую втулку клапана, а затем стекает по сверлениям в головке цилиндров и блок-картера в поддон.

Радиаторная секция масляного насоса нагнетает масло в ради­атор. Охлажденное в радиаторе масло сливается в поддон карте­ра. В зимний период необходимости в охлаждении масла нет, поэтому радиатор отключают с помощью крана-переключателя 16. Зимой его устанавливают в положение «3». В этом случае мас­ло, поступающее из радиаторной секции насоса, неохлажденным сливается в поддон картера. Предохранительный клапан регули­рует количество масла, поступающего в радиатор, который от­крывается при давлении 0,25...0,32 МПа.

Если вязкость масла велика и его давление на выходе из на­гнетающей секции насоса превышает 0,9...0,95 МПа (обычно это бывает при пуске двигателя в холодное время), то редукционный клапан открывается и часть масла сливается в поддон картера.

Давление масла в главной магистрали при номинальной час­тоте вращения коленчатого вала и температуре масла 70...95 °С должно достигать 0,3...0,5 МПа. Оно регулируется сливным кла­паном.

Для контроля давления и температуры масла в главной магис­трали на щитке контрольных приборов установлены указатель давления и контрольная лампа сигнализатора максимальной температуры.